L'any 2020, es van produir més d'un bilió de xips a tot el món, la qual cosa equival a 130 fitxes propietat i utilitzada per cada persona del planeta.Tot i així, la recent escassetat de xips continua mostrant que aquest nombre encara no ha arribat al seu límit superior.
Encara que els xips ja es poden produir a una escala tan gran, produir-los no és una tasca fàcil.El procés de fabricació d'encenalls és complex, i avui cobrirem els sis passos més crítics: deposició, recobriment de fotoresist, litografia, gravat, implantació d'ions i embalatge.
Deposició
El pas de deposició comença amb l'hòstia, que es talla d'un cilindre de silici pur al 99,99% (també anomenat "lingot de silici") i es polida fins a un acabat extremadament llis, i després es diposita una pel·lícula fina de material conductor, aïllant o semiconductor. sobre l'hòstia, en funció dels requisits estructurals, de manera que la primera capa es pugui imprimir.Aquest pas important sovint s'anomena "deposició".
A mesura que els xips es fan cada cop més petits, els patrons d'impressió a les hòsties es fan més complexos.Els avenços en la deposició, l'aiguafort i la litografia són clau per fer que les fitxes siguin cada cop més petites i, per tant, impulsar la continuació de la llei de Moore.Això inclou tècniques innovadores que utilitzen nous materials per fer el procés de deposició més precís.
Revestiment fotoresistent
A continuació, les hòsties es recobreixen amb un material fotosensible anomenat "fotoresist" (també anomenat "fotoresist").Hi ha dos tipus de fotoresistències: "fotoresistències positives" i "fotoresistències negatives".
La principal diferència entre els fotoresists positius i negatius és l'estructura química del material i la forma en què el fotoresist reacciona a la llum.En el cas de les fotoresistències positives, la zona exposada a la llum UV canvia d'estructura i es torna més soluble, preparant-la així per al gravat i la deposició.Les fotoresistències negatives, en canvi, polimeritzen a les zones exposades a la llum, la qual cosa els fa més difícils de dissoldre.Les fotoresistències positives són les més utilitzades en la fabricació de semiconductors perquè poden aconseguir una resolució més alta, cosa que els converteix en una millor opció per a l'etapa de litografia.Ara hi ha diverses empreses arreu del món que produeixen fotoresistències per a la fabricació de semiconductors.
Fotolitografia
La fotolitografia és crucial en el procés de fabricació del xip perquè determina el petit que poden ser els transistors del xip.En aquesta etapa, les hòsties es posen en una màquina de fotolitografia i s'exposen a la llum ultraviolada profunda.Moltes vegades són milers de vegades més petites que un gra de sorra.
La llum es projecta a l'hòstia a través d'una "placa de màscara" i l'òptica de la litografia (la lent del sistema DUV) es redueix i enfoca el patró de circuit dissenyat a la placa de la màscara sobre el fotoresistent de l'hòstia.Com s'ha descrit anteriorment, quan la llum arriba a la fotoresistència, es produeix un canvi químic que imprimeix el patró a la placa de la màscara al recobriment de la fotoresistent.
Aconseguir el patró exposat exactament correcte és una tasca complicada, amb interferències de partícules, refracció i altres defectes físics o químics possibles en el procés.És per això que de vegades hem d'optimitzar el patró d'exposició final corregint específicament el patró de la màscara perquè el patró imprès es vegi com volem.El nostre sistema utilitza "litografia computacional" per combinar models algorítmics amb dades de la màquina de litografia i proves d'hòsties per produir un disseny de màscara completament diferent del patró d'exposició final, però això és el que volem aconseguir perquè aquesta és l'única manera d'obtenir el patró d'exposició desitjat.
Gravat
El següent pas és eliminar el fotoresistent degradat per revelar el patró desitjat.Durant el procés de "gravat", l'hòstia es cou i es desenvolupa, i part de la fotoresist es renta per revelar un patró 3D de canal obert.El procés de gravat ha de formar característiques conductores de manera precisa i coherent sense comprometre la integritat i l'estabilitat generals de l'estructura del xip.Les tècniques avançades de gravat permeten als fabricants de xips utilitzar patrons basats en dobles, quàdruples i espaiadors per crear les petites dimensions dels dissenys de xips moderns.
Igual que les fotoresistències, l'aiguafort es divideix en tipus "sec" i "humit".L'aiguafort en sec utilitza un gas per definir el patró exposat a l'hòstia.L'aiguafort humit utilitza mètodes químics per netejar l'hòstia.
Un xip té desenes de capes, de manera que el gravat s'ha de controlar acuradament per evitar danyar les capes subjacents d'una estructura de xip multicapa.Si el propòsit del gravat és crear una cavitat a l'estructura, cal assegurar-se que la profunditat de la cavitat sigui exactament correcta.Alguns dissenys de xips amb fins a 175 capes, com ara 3D NAND, fan que el pas de gravat sigui especialment important i difícil.
Injecció d'ions
Un cop gravat el patró a l'hòstia, l'hòstia és bombardejada amb ions positius o negatius per ajustar les propietats conductores d'una part del patró.Com a material per a hòsties, la matèria primera de silici no és un aïllant perfecte ni un conductor perfecte.Les propietats conductores del silici es troben entremig.
Dirigir ions carregats cap al cristall de silici de manera que es pugui controlar el flux d'electricitat per crear els interruptors electrònics que són els components bàsics del xip, els transistors, s'anomena "ionització", també coneguda com "implantació d'ions".Després que la capa s'hagi ionitzat, s'elimina el fotoresistent restant utilitzat per protegir la zona no gravada.
Embalatge
Es requereixen milers de passos per crear un xip en una hòstia i es triguen més de tres mesos a passar del disseny a la producció.Per treure el xip de l'hòstia, es talla en fitxes individuals amb una serra de diamant.Aquestes fitxes, anomenades "matriu nu", es divideixen d'una hòstia de 12 polzades, la mida més comuna que s'utilitza en la fabricació de semiconductors, i com que la mida de les xips varia, algunes hòsties poden contenir milers de fitxes, mentre que d'altres en contenen només unes quantes. dotzena.
A continuació, aquestes hòsties nues es col·loquen sobre un "substrat": un substrat que utilitza paper metàl·lic per dirigir els senyals d'entrada i sortida de l'hòstia nua a la resta del sistema.A continuació, es cobreix amb un "dissipador de calor", un recipient de protecció metàl·lic petit i pla que conté un refrigerant per garantir que el xip es mantingui fresc durant el funcionament.
Perfil de la companyia
Zhejiang NeoDen Technology Co., Ltd. ha estat fabricant i exportant diverses petites màquines de recollida i col·locació des de 2010. Aprofitant la nostra pròpia experiència en R + D i una producció ben entrenada, NeoDen guanya una gran reputació entre els clients mundials.
amb presència global en més de 130 països, l'excel·lent rendiment, alta precisió i fiabilitat de NeoDenMàquines PNPfan que siguin perfectes per a R+D, prototipat professional i producció de lots petits i mitjans.Oferim una solució professional d'equips SMT únics.
Afegiu: No.18, Tianzihu Avenue, Tianzihu Town, Anji County, Huzhou City, Zhejiang Province, Xina
Telèfon: 86-571-26266266
Hora de publicació: 24-abril-2022